Butaanin dehydraus suoritetaan kiehuentai liikkuva kerros kromi- ja alumiinikatalyyttiä. Prosessi suoritetaan lämpötilassa välillä 550 - 575 astetta. Reaktion piirteinä huomaamme teknologisen ketjun jatkuvuuden.
Butaanin dehydraus tapahtuu pääasiassaOta yhteyttä adiabaattisiin reaktoreihin. Reaktio suoritetaan vesihöyryn läsnä ollessa, mikä vähentää merkittävästi vuorovaikutuksessa olevien kaasumaisten aineiden osapainetta. Endotermisen lämpövaikutuksen kompensointi pintareaktiolaitteessa suoritetaan syöttämällä savukaasuja lämmön pinnan läpi.
Butaanin dehydraus yksinkertaisimmalla tavalla käsittää alumiinioksidin kyllästämisen kromihappoanhydridin tai kaliumkromaatin liuoksella.
Saatu katalyytti edistää prosessin nopeaa ja korkeaa laatua. Tämä kemiallisen prosessin kiihdytin on edullinen hintaluokassa.
Butaanin dehydraus on reaktio, jossa eikatalyytin kulutus oletetaan olevan merkittävä. Lähtöaineen dehydraustuotteet menevät uuttorektifikaatioyksikköön, jossa vaadittu olefiinifraktio erotetaan. Butaanin dehydraus butadieeniksi putkireaktorissa, jossa on ulkoinen lämmitysvaihtoehto, antaa hyvän tuotesaannon.
Reaktion spesifisyys suhteessaturvallisuuden kannalta sekä monimutkaisten automaattisten järjestelmien ja laitteiden vähimmäiskäytössä. Tämän tekniikan eduista voidaan mainita suunnittelun yksinkertaisuus sekä edullisen katalyytin vähäinen kulutus.
Butaanin dehydraus on palautuvaprosessin aikana, ja seoksen tilavuus kasvaa. Le Chatelier -periaatteen mukaan on välttämätöntä laskea reaktioseoksen painetta, jotta tämän prosessin kemiallinen tasapaino siirtyy vuorovaikutustuotteiden tuotantoon.
Ilmanpaine pidetään optimaalisenalämpötilat 575 asteeseen, kun käytetään kromi-alumiini-katalyyttiä. Kun kemiallisen prosessin kiihdytin kerrostuu hiiltä sisältävien aineiden pinnalle, jotka muodostuvat alkuperäisen hiilivedyn syvän tuhoutumisen sivureaktioissa, sen aktiivisuus vähenee. Palauttaakseen sen alkuperäisen aktiivisuutensa katalyytti regeneroidaan puhaltamalla sitä ilmalla, joka sekoitetaan savukaasujen kanssa.
Dehydrogenoituna butaania muodostuusylinterimäiset reaktorit tyydyttymätöntä buteenia. Reaktorissa on erityiset kaasunjakeluverkot, asennetaan sykloneja, jotka mahdollistavat kaasuvirran kuljettaman katalysaattoripölyn sieppaamisen.
Butaanin dehydraus buteeneiksi on perustatyydyttymättömien hiilivetyjen tuotantomenetelmien nykyaikaistamiseksi. Tämän vuorovaikutuksen lisäksi samanlaista tekniikkaa käytetään muiden parafiinivarianttien saamiseksi. N-butaanin dehydraamisesta tuli perusta isobutaanin, n-butyleenin, etyylibentseenin tuotannolle.
On joitakinEroja esimerkiksi parafiinisarjan kaikkien hiilivetyjen dehydrauksessa käytetään samanlaisia katalyyttejä. Etyylibentseenin ja olefiinien tuotannon välinen analogia ei ole vain yhden prosessikiihdyttimen käyttö, vaan myös vastaavien laitteiden käyttö.
Mikä on butaanin dehydrauksen ominaisuus?Tässä prosessissa käytetty katalyytti on kromioksidi (3). Se kerrostetaan amfoteeriselle alumiinioksidille. Prosessikiihdyttimen vakauden ja selektiivisyyden lisäämiseksi sitä simuloidaan kaliumoksidilla. Oikein käytettynä katalyytin keskimääräinen käyttöikä on vuosi.
Sen toiminnan aikana havaitaan kiinteiden yhdisteiden asteittaista saostumista oksidiseokselle. Ne on poltettava ajoissa käyttämällä erityisiä kemiallisia prosesseja.
Katalyyttimyrkytys tapahtuu vesihöyryllä. Butaanien dehydraus tapahtuu tällä katalysaattoriseoksella. Reaktioyhtälöä tarkastellaan koulussa orgaanisen kemian aikana.
Jos lämpötila nousee,kemiallisen prosessin kiihtyvyys. Samalla prosessin selektiivisyys myös vähenee, ja koksikerros laskeutuu katalyytin päälle. Lisäksi lukiossa kysytään usein seuraava tehtävä: kirjoita yhtälö butaanin dehydrauksen, etaanin palamisen reaktiolle. Näihin prosesseihin ei liity erityisiä vaikeuksia.
Kirjoita dehydrausreaktion yhtälö ja sinäymmärrät, että tämä reaktio etenee kahteen vastavuoroiseen suuntaan. Yksi litra reaktiokiihdyttimen tilavuudesta on noin 1000 litraa butaania kaasumaisessa muodossa tunnissa, näin tapahtuu butaanin dehydraus. Reaktio yhdistämällä tyydyttymätön buteeni vedyn kanssa on päinvastainen kuin normaalin butaanin dehydraus. Butyleenisaanto suorassa reaktiossa on keskimäärin 50 prosenttia. Dehydrauksen jälkeisestä alkaanista 100 kilogrammasta muodostuu noin 90 kg buteenia, jos prosessi suoritetaan ilmakehän paineessa ja noin 60 asteen lämpötilassa.
Tarkastellaan tarkemmin butaanin dehydrausta.Prosessiyhtälö perustuu öljynjalostuksen aikana muodostuneen raaka-aineen (kaasuseoksen) käyttöön. Alkuvaiheessa butaanifraktio puhdistetaan perusteellisesti penteeneistä ja isobuteeneista, jotka häiritsevät dehydrausreaktion normaalia kulkua.
Kuinka butaanin dehydraus tapahtuu?Tämän prosessin yhtälö käsittää useita vaiheita. Puhdistuksen jälkeen puhdistetut buteenit dehydratoidaan butadieeniksi 1, 3. Neljää hiiliatomia sisältävässä konsentraatissa, joka saadaan n-butaanin, buteeni-1: n, n-butaanin ja buteeni-2: n katalyyttisen dehydraamisen tapauksessa.
Seoksen täydellinen erottaminen riittääongelmallinen. Kun käytetään uuttamista ja jakotislausta liuottimella, voidaan suorittaa samanlainen erotus ja lisätä erottamisen tehokkuutta.
Suoritettaessa jakotislausta laitteilla, joilla on suuri erotuskyky, on mahdollista erottaa normaali butaani buteeni-1: sta sekä buteeni-2: sta.
Taloudellisesta näkökulmasta prosessibutaanin dehydrausta tyydyttymättömiksi hiilivedyiksi pidetään halpana prosessina. Tämän tekniikan avulla on mahdollista saada moottoribensiiniä sekä valtava valikoima kemiallisia tuotteita.
Periaatteessa tämä prosessi toteutetaan vain vuonnaalueilla, joilla tyydyttymätöntä alkeenia tarvitaan ja butaanilla on edullisia kustannuksia. Butaanin dehydrausprosessin halpenemisen ja parantamisen ansiosta diolefiinien ja monolefiinien käyttöalue on laajentunut merkittävästi.
Butaanin dehydrausprosessi suoritetaanyksi tai kaksi vaihetta, reagoimattoman raaka-aineen paluu reaktoriin havaitaan. Ensimmäistä kertaa Neuvostoliitossa butaania dehydrattiin katalysaattorikerroksessa.
Polymerointiprosessin lisäksi butaanilla onpalamisreaktio. Etaania, propaania ja muita tyydyttyneiden hiilivetyjen edustajia on riittävästi maakaasussa, joten juuri tämä kaasu on raaka-aine kaikissa muunnoksissa, mukaan lukien palaminen.
Butaanissa hiiliatomit ovat sp3-hybriditilassa, joten kaikki sidokset ovat yksinkertaisia, yksinkertaisia. Tämä rakenne (tetraedrinen muoto) määrittää butaanin kemialliset ominaisuudet.
Se ei kykene osallistumaan additioreaktioihin; sille on tunnusomaista vain isomerointi-, substituutio- ja dehydrausprosessit.
Korvaus piimaalla olevilla halogeenimolekyyleilläradikaali mekanismi, ja tämän kemiallisen vuorovaikutuksen toteuttaminen vaatii melko ankaria olosuhteita (ultraviolettisäteily). Kaikista butaanin ominaisuuksista käytännön merkitys on sen palamisella, johon liittyy riittävän määrän lämmön vapautumista. Lisäksi tyydyttyneen hiilivedyn dehydrausprosessi on erityisen kiinnostava tuotannossa.
Butaanin dehydrausprosessi suoritetaan putkimaisessa reaktorissa ulkoisella lämmityksellä kiinteällä katalyytillä. Tässä tapauksessa buteenin tuotanto kasvaa ja tuotannon automatisointi yksinkertaistuu.
Tämän prosessin tärkeimpiä etuja ovatkorosta vähimmäiskatalyytin kulutus. Haittoja ovat seosterästen merkittävä kulutus, suuret pääomasijoitukset. Lisäksi butaanin katalyyttiseen dehydratointiin liittyy huomattavan määrän yksiköiden käyttö, koska niiden tuottavuus on heikko.
Tuotannolla on alhainen tuottavuus, jotenosana reaktoreita on suuntautunut dehydraamiseen, ja toinen osa niistä perustuu regenerointiin. Lisäksi tuotannossa olevien työntekijöiden määrää pidetään myös tämän teknologian ketjun haittana. On muistettava, että reaktio on endoterminen, joten prosessi tapahtuu korotetussa lämpötilassa inertin aineen läsnä ollessa.
Mutta tällaisessa tilanteessa on riskionnettomuuksia. Tämä on mahdollista, jos laitteen tiivisteet ovat rikki. Reaktoriin tuleva ilma muodostaa sekoitettuaan hiilivetyjen kanssa räjähtävän seoksen. Tällaisen tilanteen estämiseksi kemiallinen tasapaino siirtyy oikealle tuomalla vesihöyryä reaktioseokseen.
Esimerkiksi orgaanisen kemian kurssi tarjoaatällainen tehtävä: kirjoita yhtälö butaanin dehydrauksen reaktiolle. Tällaisessa tehtävässä selviytyminen riittää muistuttamaan tyydyttyneiden hiilivetyjen hiilivetyjen kemialliset perusominaisuudet. Analysoimme butadieenin tuotannon ominaisuuksia yksivaiheisella butaanin dehydrausprosessilla.
Butaanin dehydrausakku sisältääUseita erillisiä reaktoreita, niiden lukumäärä riippuu toimintajaksosta sekä osien tilavuudesta. Periaatteessa akussa on viisi - kahdeksan reaktoria.
Dehydraus- ja käänteisregeneraatioprosessi kestää 5-9 minuuttia, höyrypuhallusvaihe 5-20 minuuttia.
Johtuu siitä, että butaanin dehydraussuoritetaan jatkuvasti liikkuvassa kerroksessa, prosessi on vakaa. Tämä auttaa parantamaan tuotannon operatiivista suorituskykyä, lisää reaktorin tuottavuutta.
N-butaanin yksivaiheinen dehydrausprosessi suoritetaan alhaisessa paineessa (enintään 0,72 MPa) korkeammassa lämpötilassa kuin kromi-alumiinioksidikatalyytillä suoritettavaan tuotantoon käytetty lämpötila.
Koska tekniikka edellyttää regeneratiivisen tyyppisen reaktorin käyttöä, vesihöyryn käyttö on suljettu pois. Butadieenin lisäksi seokseen muodostuu buteeneja; ne lisätään uudelleen reaktioseokseen.
Yksi vaihe lasketaan kosketuskaasussa olevien butaanien suhteella niiden lukumäärään reaktoripanoksessa.
Tämän dehydrausmenetelmän etujabutaani, huomaamme yksinkertaistetun teknisen tuotantojärjestelmän, raaka-aineiden kulutuksen vähenemisen sekä prosessin sähköenergian kulutuksen vähenemisen.
Tämän tekniikan negatiiviset parametritedustaa lyhyitä reaktiokomponenttien kosketusjaksoja. Tämän ongelman korjaamiseen tarvitaan hienostunut automaatio. Jopa nämä ongelmat huomioon ottaen, yksivaiheinen butaanin dehydraus on edullisempi prosessi kuin kaksivaiheinen tuotanto.
Butaanin dehydraamisen aikana yhdessä vaiheessa raaka-aine kuumennetaan 620 asteen lämpötilaan. Seos lähetetään reaktoriin, sen suora kosketus katalyytin kanssa suoritetaan.
Luo harvinaisuus reaktoreissa käyttämälläalipainekompressorit. Kontaktikaasu menee reaktorista jäähdytystä varten, sitten se lähetetään erottamiseen. Dehydrausjakson päättymisen jälkeen raaka-aine siirretään seuraaviin reaktoreihin, ja niistä, joissa kemiallinen prosessi on jo ohi, hiilivetyhöyryt poistetaan puhaltamalla. Tuotteet tyhjennetään ja reaktoreita käytetään jälleen butaanin dehydraamiseen.
Butaanin dehydrauksen pääreaktionormaali rakenne on vedyn ja buteenien seoksen katalyyttinen tuotanto. Pääprosessin lisäksi voi olla monia sivuprosesseja, jotka vaikeuttavat merkittävästi teknologista ketjua. Dehydraation tuloksena saatua tuotetta pidetään arvokkaana kemiallisena raaka-aineena. Juuri tuotannon kysyntä on tärkein syy uusien teknologisten ketjujen etsimiseen rajoittavien hiilivetyjen muuttamiseksi alkeeneiksi.
